Glas

1

Einleitung

Glas, im allgemeinen Sinn Schmelzprodukte aus Quarzsand (Siliciumdioxid) mit anderen oxidischen Beimengungen. Im wissenschaftlichen Sinn versteht man unter Gläsern Feststoffe, die sich im amorphen (ohne einheitliche Struktur), nichtkristallinen Zustand befinden.

Im Prinzip handelt es sich bei Glas um eine eingefrorene, unterkühlte Flüssigkeit oder Schmelze. Ist beispielsweise die Abkühlgeschwindigkeit bei einer Schmelze genügend groß, so lässt sich praktisch jede geschmolzene Substanz in den „Glaszustand” überführen. Daher zählen nicht nur Quarzsandprodukte zu den Gläsern. Auch Substanzen wie z. B. Acrylglas (u. a. Plexiglas) und Zellglas (aus Cellulose) gehören zu dieser Substanzgruppe. Glas findet sich auch in der Natur, in dem aus vulkanischer Tätigkeit stammenden Obsidian, und den geheimnisvollen Tektiten, die nach jüngsten Erkenntnissen durch Meteoriteneinschläge entstanden. Durch Erhitzen kann Glas wieder verflüssigt werden. Glas ist in der Regel transparent, kann aber auch nur halb durchsichtig oder opak (undurchsichtig) sein. Durch besondere Stoffzusätze entsteht gefärbtes Glas.

Geschmolzenes Glas ist plastisch und durch die verschiedensten Techniken formbar. Erkaltetes Glas lässt sich schneiden. Bei niedrigen Temperaturen ist Glas spröde; wenn es zerspringt, erscheint auf der Oberfläche ein muschelartiges Bruchgefüge.

Glas wurde bereits 1250 v. Chr. erzeugt; die älteste bekannte Rezeptur stammt von 700 v. Chr., aber es gibt viele Anzeichen dafür, dass Glas und insbesondere Glasuren bereits viel früher hergestellt wurden.

2

Materialien und Techniken

Der Hauptbestandteil des herkömmlichen Glases ist Siliciumdioxid (Quarzsand). Je nach Anwendungsgebiet besteht Glas aus Gemischen von basischen Oxiden (wie z. B. Natrium-, Kalium-, Magnesium-, Calcium-, Barium- oder Zinkoxid) und sauren Oxiden (z. B. Siliciumdioxid, Bortrioxid, Aluminiumtrioxid oder Diphosphorpentoxid).

2.1

Alkali-Kalk-Gläser

Natron-Kalk-Glas setzt sich aus Natriumoxid, Calciumoxid und Siliciumdioxid, Kali-Kalk-Glas aus Kaliumoxid, Calciumoxid und Siliciumdioxid zusammen. Das natriumhaltige Glas stellt im Prinzip das normale Gebrauchsglas dar. Hierzu zählen z. B. Fensterglas, Flaschen- und Spiegelglas. Kaliumhaltige Gläser sind im Gegensatz zu den Natron-Kalk-Gläsern schwerer schmelzbar. Kali-Kalk-Gläser verwendet man für besondere Zwecke wie z. B. Kronglas (optische Gläser). Darüber hinaus gibt es Gläser, die sowohl natrium- als auch kaliumhaltig sind. Zur technischen Herstellung dieser Gläser verwendet man Quarzsand, Natriumcarbonat (Soda) und/oder Kaliumcarbonat (Pottasche). Als Kalkkomponente (Calciumcarbonat) werden Kreide oder Marmor bzw. bei weniger feinen Gläsern Kalkspat oder Kalkstein eingesetzt. Beim Erhitzen bilden die Carbonate letztendlich das entsprechende Oxid und geben dabei Kohlendioxid ab. Zu einem geringen Anteil enthalten diese Gläser außerdem Aluminiumtrioxid und Magnesiumoxid.

2.2

Bleikristallglas

Feines Bleikristallglas wird aus Quarzsand, Kaliumcarbonat und Bleioxid (anstatt Kalk) hergestellt. Bleikristall ist schwer und weist eine starke Lichtbrechungsfähigkeit auf. Deshalb wird es beispielsweise für geschliffene Gebrauchs- und Luxusgegenstände eingesetzt.